仿生学出位 赋予建筑“生命”的毛细管网

作者:本站 来源:本站 时间:2019/5/18 11:37:16 次数:

热传递的途径我们众所周知无非就是:传导、对流和辐射三种方式。
  传导:热传导(又称导热)是两个相互接触的物体或物体的不同部位之间由于温度高低的不同而引起的热传递现象。这种导热方式是依靠物体的分子、原子及自由电子等微观粒子热运动进行热量传递。这种热传递方式不仅大量存在于冷热能传输与热交换之中,而且根据其不同的导热性能和工作环境的不同要求而大量地应用保温,隔热,供暖材料方面。


  对流:对流是热量以气体或液体为介质通过热量将气体或者液体的组成分子改变,因其膨胀变得较稀疏并受到周围较冷和较密集流体的向上作用力,通过宏观的运动从一个区域迁移到温度不同的另一个区域的热传递过程,这种过程也叫做对流换热。散热器,冷风、热风空调等设备就是运用对流换热的方式进行供暖制冷的。


  辐射:辐射是一种完全不同于热对流和热传导的一种换热方式,辐射是借助辐射能量波从一个位置传递到另一个位置的热流动,它可以在真空中传递。

这三种方式中,辐射换热能够给人以最高的舒适度,它没有噪音和灰尘污染,没有空气对流和风吹感,没有过热或过冷的局部区域,冬天加热时,不会口干舌燥。这是因为辐射换热的机理与导热和对流换热不同,它不依靠物体的直接接触或中间介质进行热量传递,而是物体本身发出辐射向周围空间辐射能量,这种作用称为辐射交换。辐射热交换是一种低能耗、环保、高舒适度的技术。它已经成为行业今后发展主流。


关于温度,关于感觉

有人说,温度就是空气靠在自己身上的感觉。 

恒温动物如人类,有着一套精密复杂的温度感知系统,它就从我们皮肤下的毛细血管网开始: 

空气的“温度”通过人体最表层的毛细血管反应给下丘脑,下丘脑做出对“温度”的判断,再通过控制血液的流动,进而调节自身的热量分配,完成与外界的冷暖交换,达到平衡。 

37℃上下,不会太干,也不会太潮,完美。 

在这个交换过程中,是液体传递着温度。

▲ 感知温度的触觉神经

早在1907年,利用热水管进行采暖的“辐射采暖法”便已诞生,不过当时只能取暖,无法降温。 

如果毛细血管可以通过输送不同热量的血液来实现体温调节,那么按照同样原理建造的房子说不定也可以自行控温。

▲ 毛细管网空调原理

这次思考的火花发生在20世纪70年代,以毛细血管为蓝本的“毛细管网技术”应运而生。 

它是辐射采暖的进阶版,构造更精细,目的在于兼顾高低温度间的平衡。


仿生学出位

赋予建筑“生命”的毛细管网

仿生学的诞生是人类科学史上一次伟大的突破,它实现了技术与自然的深度和解,甚至模糊了人造品和生物的界限。 

毛细管网技术也不例外,它以“自主衡温”赋予了建筑极大的生命感。 

这项技术的第一次大规模应用,发生在20世纪90年代。 

▲ 德国国会大厦

当时的德国国会大厦改建项目,旨在打造一座低能耗、无污染、能吸纳自然清风阳光的典型环保建筑。“高技派”建筑大师诺曼·福斯特便在此看到了毛细管网技术蕴藏的无限可能。 

经过计算,设计团队将PPR塑料毛细管组成间隔为10mm-30mm的网栅,嵌在墙体内,深度模仿了人体毛细血管布局,并以水代替血液,通过搜集、分配和输送这些水,成功地进行了冷热交换。 

冬季,管内流淌着较低温度的热水,均匀柔和地向房间辐射热量;夏季管内流动着温度较高的冷水,均匀柔和地向房间辐射冷量。

就这样,密布的毛细管网为国会大厦内营造出冬季20-22℃、夏季24-26℃的舒适体验。 

毛细管网技术无疑是一次激动人心的生物模仿,却也因需要配合精装施工的工序较多、对施工水平的要求高而迟迟没有走入大众视野——相比之下,空调的简单粗暴更适合标准工业化的需求。 

但绿色又智慧的技术是未来的前哨,它们代表着更精巧、更高效、更环保、更舒适。 

 四川健源舒屋环境工程有限公司

 专注于毛细管网五恒生态空调系统
为您专属定制健康、舒适的室内环境,

告别空调、地暖,尽享“四季如春” 


了解更多

扫一扫微信二维码

版权所有:四川健源舒屋环境工程有限公司

扫描微信二维码

X